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JP5142201B2 - Zeolite production equipment and power generation equipment - Google Patents
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JP5142201B2 JP2008009719A JP2008009719A JP5142201B2 JP 5142201 B2 JP5142201 B2 JP 5142201B2 JP 2008009719 A JP2008009719 A JP 2008009719A JP 2008009719 A JP2008009719 A JP 2008009719A JP 5142201 B2 JP5142201 B2 JP 5142201B2
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Description

本発明は、石炭灰からゼオライトを生成するゼオライト製造装置及びゼオライト製造装置を備えた発電設備に関する。   The present invention relates to a zeolite production apparatus for producing zeolite from coal ash and a power generation facility equipped with the zeolite production apparatus.

石炭をエネルギー源とする火力発電設備で多量に発生する石炭灰は、セメント原料や路盤材等として利用されているが、多量に発生する石炭灰の多くは、廃棄物として埋設処理されている。このため、石炭灰を有効利用するために、イオン交換機能、吸収機能、触媒機能等を持つゼオライト(石炭灰ゼオライト)に転換して利用することが種々提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。   Coal ash generated in large quantities in a thermal power generation facility using coal as an energy source is used as a cement raw material, a roadbed material or the like, but most of the coal ash generated in large quantities is buried as waste. For this reason, in order to use coal ash effectively, various proposals have been made to use it by converting it to zeolite (coal ash zeolite) having an ion exchange function, an absorption function, a catalyst function, and the like (for example, Patent Document 1, 2).

従来から提案されているゼオライトの製造技術は、石炭灰とアルカリ(水酸化ナトリウム)溶液との混合物を加熱することより、アルミナ成分やシリカ成分を溶出させ、アルミナやシリカを再結晶化して石炭灰ゼオライトを得るようにしている。   The conventionally proposed zeolite production technology is to heat the mixture of coal ash and alkali (sodium hydroxide) solution to elute the alumina component and silica component and recrystallize the alumina and silica to coal ash. Zeolite is obtained.

具体的には、所定の濃度に調整された多量のアルカリ溶液と石炭灰を混合し、複数の反応容器を用い、混合物を所定温度に加熱すると共にゼオライトを分離した後のアルカリ水溶液を再利用しながら固液反応処理を行ってゼオライトを生成している(水熱合成法)。   Specifically, a large amount of alkali solution adjusted to a predetermined concentration and coal ash are mixed, using a plurality of reaction vessels, heating the mixture to a predetermined temperature and reusing the aqueous alkali solution after separating the zeolite. However, a solid-liquid reaction process is performed to produce zeolite (hydrothermal synthesis method).

水熱合成法を用いた従来の技術では、アルミナやシリカ等ガラス状で固化しやすい混合物であっても、複数の反応容器を用いて加熱を繰り返すことで、固化を抑制しながらゼオライトを製造することができる。また、ゼオライト製造に用いたアルカリ含有液を、ゼオライトを濾過して固相と分離して、再度ゼオライト製造用のアルカリ溶液に添加する等して、ゼオライトを分離した後のアルカリ含有濾過液の再利用が行なえる。   In conventional technology using hydrothermal synthesis, even if it is a glassy mixture such as alumina or silica that is easy to solidify, zeolite is produced by repeating heating using multiple reaction vessels while suppressing solidification. be able to. In addition, the alkali-containing liquid used in the production of the zeolite is separated from the solid phase by filtering the zeolite, and added again to the alkali solution for producing the zeolite. Can be used.

しかしながら、石炭灰のアルミナ成分やシリカ成分を溶出させてゼオライトを生成しているので、連続製造を効率的に行うために、バッチ式の反応器を多段とするなどの設備上の工夫が必要である。即ち、石炭灰をアルカリ含有液と混合してスラリーを調整する工程、石炭灰含有スラリーを加温して石炭灰のアルミナ成分やシリカ成分の溶出を行う工程、更に石炭灰とその溶出成分を含有するスラリーを加熱してゼオライト化する工程のそれぞれを別のバッチ式の反応器で行うことにより、石炭灰スラリーの固化を抑制しながらゼオライト化を進める必要がある。このために、複数の反応容器で原料の配合、加熱、混合などの反応条件を変えながらバッチ処理を繰り返すことで、固化を抑制しながら擬似的な連続製造を可能としており、結果として大量のアルカリや水を使用しているのが実情である。また、複数の反応容器によるバッチ処理の設備となるため、設備が大型化すると共に複雑化し、コストが高くなっていた。従って、ゼオライトを製造する設備が大掛かりなものとなり、低コストで石炭灰からゼオライトを生成できる技術が望まれているのが現状である。   However, since the alumina component and silica component of coal ash are eluted to produce zeolite, it is necessary to devise facilities such as a batch reactor in order to perform continuous production efficiently. is there. That is, a step of adjusting the slurry by mixing coal ash with an alkali-containing liquid, a step of heating the coal ash-containing slurry to elute the alumina component and the silica component of the coal ash, and further containing the coal ash and its eluted component It is necessary to proceed with the zeolitization while suppressing the solidification of the coal ash slurry by performing each of the steps of heating and zeoliticizing the slurry to be performed in separate batch reactors. For this reason, by repeating batch processing while changing reaction conditions such as blending, heating, and mixing of raw materials in multiple reaction vessels, it is possible to perform pseudo continuous production while suppressing solidification, resulting in a large amount of alkali The fact is that they use water. Moreover, since it becomes the equipment of the batch processing by a several reaction container, the equipment became large and complicated, and cost became high. Therefore, the facilities for producing zeolite become large-scale, and the present situation is that a technology capable of generating zeolite from coal ash at low cost is desired.

特開2005−126263号公報JP 2005-126263 A 特開2005−126265号公報JP 2005-126265 A

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、簡単な設備で石炭灰からゼオライトを生成することができるゼオライト製造装置を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the said condition, and it aims at providing the zeolite manufacturing apparatus which can produce | generate a zeolite from coal ash with a simple installation.

また、本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、簡単な設備で石炭灰からゼオライトを生成することができるゼオライト製造装置を備えた発電設備を提供することを目的とする。   Another object of the present invention is to provide a power generation facility equipped with a zeolite production apparatus that can generate zeolite from coal ash with simple facilities.

上記目的を達成するための請求項1に係る本発明のゼオライト製造装置は、石炭灰及びアルカリ及び水が一端側から投入される筒状の圧力容器と、圧力容器を筒の軸心周りに回動させ混合物を他端側に移送すると共に生成物を他端から排出させる回動手段と、圧力容器の内部を所定の反応温度に維持して混合物を反応させることでゼオライトを生成する温度制御手段と、圧力容器の内部の反応物の固化を阻止する固化阻止手段とを備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the zeolite production apparatus of the present invention according to claim 1 includes a cylindrical pressure vessel into which coal ash, alkali and water are introduced from one end side, and the pressure vessel is rotated around the axis of the cylinder. Rotating means for moving the mixture to the other end side and discharging the product from the other end, and temperature control means for producing zeolite by reacting the mixture while maintaining the inside of the pressure vessel at a predetermined reaction temperature And solidification preventing means for preventing solidification of the reactant inside the pressure vessel.

請求項1に係る本発明のゼオライト製造装置は、回動手段により圧力容器を回動させ、石炭灰及びアルカリ及び水の混合物を攪拌すると共に温度制御手段によりゼオライトを生成する温度雰囲気に圧力容器の内部を制御し、固化阻止手段により容器の内部での固化を抑制した状態で圧力容器の他端からゼオライトを排出する。これにより、固化しやすいゼオライトを連続処理により生成することができ、低コストで簡単な設備で石炭灰からゼオライトを生成することが可能になる。   In the zeolite production apparatus of the present invention according to claim 1, the pressure vessel is rotated by the rotating means, the mixture of coal ash, alkali and water is stirred, and the temperature control means generates a zeolite by the temperature control means. The inside is controlled, and the zeolite is discharged from the other end of the pressure vessel in a state in which the solidification prevention means suppresses the solidification inside the vessel. As a result, it is possible to produce zeolite that is easy to solidify by continuous treatment, and it is possible to produce zeolite from coal ash with simple equipment at low cost.

そして、請求項2に係る本発明のゼオライト製造装置は、請求項1に記載のゼオライト製造装置において、温度制御手段は、混合物の水分蒸発状態が所定状態になる温度に制御し生成物として無水状態のゼオライトを得る手段であることを特徴とする。   And the zeolite production apparatus of the present invention according to claim 2 is the zeolite production apparatus according to claim 1, wherein the temperature control means controls the water evaporation state of the mixture to a predetermined temperature, and the product is in an anhydrous state. It is a means for obtaining a zeolite.

請求項2に係る本発明では、最小限のアルカリと水により無排水でゼオライトを生成することができ、排水処理・汚泥処理を省略することができる。   In this invention which concerns on Claim 2, a zeolite can be produced | generated without a wastewater with the minimum alkali and water, and a waste_water | drain process and a sludge process can be abbreviate | omitted.

また、請求項3に係る本発明のゼオライト製造装置は、請求項1もしくは請求項2に記載のゼオライト製造装置において、固化阻止手段は、圧力容器に投入された多数のセラミックボールであり、回動手段による圧力容器の回動によりセラミックボールが移動することで混合物の破砕・攪拌が行なわれ、圧力容器の出口側には、セラミックボールだけを捕捉して回収する回収手段が備えられていることを特徴とする。   Further, the zeolite production apparatus of the present invention according to claim 3 is the zeolite production apparatus according to claim 1 or 2, wherein the solidification preventing means is a large number of ceramic balls placed in a pressure vessel, The ceramic ball is moved by the rotation of the pressure vessel by the means, so that the mixture is crushed and stirred, and the outlet side of the pressure vessel is provided with a collecting means for capturing and collecting only the ceramic ball. Features.

請求項3に係る本発明では、圧力容器の回動により多数のセラミックボールが移動して混合物の破砕・攪拌を行うので、混合物の固化の阻止及び圧力容器の内壁への付着の阻止を破砕・攪拌時に行うことができる。また、回収手段によりセラミックボールを捕捉して回収できるので、セラミックボールに蓄積された顕熱も同時に回収されるため、セラミックボールの加熱に要した熱を放散させることなく再度ゼオライトの製造の熱源として適用することが可能になる。   In the present invention according to claim 3, since many ceramic balls are moved by the rotation of the pressure vessel and the mixture is crushed and stirred, the solidification of the mixture and the prevention of adhesion to the inner wall of the pressure vessel are crushed and This can be done during stirring. In addition, since the ceramic balls can be captured and recovered by the recovery means, the sensible heat accumulated in the ceramic balls is also recovered at the same time, so that it can be used again as a heat source for producing zeolite without dissipating the heat required for heating the ceramic balls. It becomes possible to apply.

また、請求項4に係る本発明のゼオライト製造装置は、請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載のゼオライト製造装置において、石炭灰及びアルカリ及び水の重量割合は、石炭灰が1に対してアルカリが0.05から0.15であり、石炭灰が1に対して水が1.0から1.8であり、圧力容器には、石炭灰とアルカリ溶液を混合したスラリーと水が投入され、温度制御手段では、乾燥したゼオライトを生成する状態に圧力容器の温度が制御されることを特徴とする。   Moreover, the zeolite production apparatus of the present invention according to claim 4 is the zeolite production apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the weight ratio of coal ash, alkali, and water is 1 for coal ash. The alkali is 0.05 to 0.15, the coal ash is 1 and the water is 1.0 to 1.8, and the pressure vessel contains slurry and water mixed with coal ash and an alkali solution. And the temperature control means controls the temperature of the pressure vessel so as to produce dried zeolite.

請求項4に係る本発明では、液固比を低減することとで最小量のアルカリ量としたことで、溶媒である水と薬剤であるアルカリの使用量を減らし、加熱に要する熱量を削減して乾燥状態のゼオライトを生成することができる。このため、排水処理が不要になると共に生成されたゼオライトを乾燥させることなくそのまま製品としてハンドリングすることが可能になる。   In the present invention according to claim 4, by reducing the liquid-solid ratio, the minimum amount of alkali is reduced, thereby reducing the amount of water used as a solvent and the amount of alkali used as a chemical, and the amount of heat required for heating is reduced. Thus, a zeolite in a dry state can be produced. For this reason, waste water treatment becomes unnecessary and the produced zeolite can be handled as it is without being dried.

また、請求項5に係る本発明のゼオライト製造装置は、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載のゼオライト製造装置において、アルカリは水酸化ナトリウム(NaOH)であり、石炭灰は火力発電所の石炭焚ボイラもしくは石炭ガス化炉で発生した石炭灰であることを特徴とする。   Moreover, the zeolite manufacturing apparatus of this invention which concerns on Claim 5 is a zeolite manufacturing apparatus as described in any one of Claims 1-4. An alkali is sodium hydroxide (NaOH) and coal ash is thermal power. It is characterized by coal ash generated in a coal fired boiler or coal gasifier at a power plant.

請求項5に係る本発明では、発電所の石炭灰と水酸化ナトリウム(NaOH)を用いることで、発電所の排熱及び蒸気を利用することができると共に、薬剤を共用することができ、ゼオライトの製造動力コスト及び原材料の輸送コストを低減することができる。   In this invention which concerns on Claim 5, while using the coal ash and sodium hydroxide (NaOH) of a power plant, while being able to utilize the waste heat and steam of a power plant, a chemical | medical agent can be shared, a zeolite The manufacturing power cost and the transportation cost of raw materials can be reduced.

上記目的を達成するための請求項6に係る本発明の発電設備は、石炭を燃焼させて蒸気を発生させるボイラと、ボイラで発生した蒸気を膨張して発電動力を得る蒸気タービンと、蒸気タービンで仕事を終えた排気蒸気を凝縮して復水とすると共に復水をボイラに供給する復水給水手段と、ボイラの石炭灰及びアルカリを反応させてゼオライトを生成するゼオライト生成手段とを備え、ゼオライト生成手段が、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載のゼオライト製造装置であることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a power generation facility according to a sixth aspect of the present invention includes a boiler that generates steam by burning coal, a steam turbine that expands steam generated in the boiler to obtain power generation, and a steam turbine. The condensate water supply means for condensing exhaust steam that has finished work in the condensate and supplying the condensate to the boiler, and the zeolite production means for producing zeolite by reacting the coal ash and alkali of the boiler, A zeolite production | generation means is the zeolite manufacturing apparatus as described in any one of Claims 1-5.

請求項6に係る本発明では、ボイラからの石炭灰及び系内の排熱・蒸気を用いて、固化しやすいゼオライトを連続処理により生成することができ、低コストで簡単な設備で石炭灰からゼオライトを生成することが可能なゼオライト製造装置を備えた発電設備となる。   In the present invention according to claim 6, by using coal ash from the boiler and exhaust heat / steam in the system, zeolite that is easily solidified can be generated by continuous treatment, and from coal ash with low cost and simple equipment. The power generation facility is equipped with a zeolite production apparatus capable of producing zeolite.

上記目的を達成するための請求項7に係る本発明の発電設備は、石炭を反応させて燃料ガスを得るガス化炉と、ガス化炉で得られた燃料ガスを燃焼する燃焼手段と、燃焼手段で得られた燃焼ガスを膨張して発電動力を得るガスタービンと、ガスタービンの排気ガスの熱回収を行なう熱回収手段と、ガス化炉のガス化スラグを微粒子化して微粒子状の灰分を得る微粒子化手段と、微粒子化手段で得られた灰分及びアルカリを反応させてゼオライトを生成するゼオライト生成手段とを備え、ゼオライト生成手段が、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載のゼオライト製造装置であることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a power generation facility according to claim 7 of the present invention includes a gasification furnace for reacting coal to obtain fuel gas, combustion means for burning the fuel gas obtained in the gasification furnace, and combustion A gas turbine for generating power by expanding the combustion gas obtained by the means, heat recovery means for recovering the heat of the exhaust gas of the gas turbine, and gasifying slag of the gasifier is atomized to form fine ash The pulverizing means to be obtained and the zeolitic generating means for generating zeolite by reacting the ash and alkali obtained by the pulverizing means, wherein the zeolitic generating means is according to any one of claims 1 to 5. This is a zeolite production apparatus.

請求項7に係る本発明では、ガス化炉のガス化スラグを微粒子化手段で微粒子状の灰分にし、微粒子化手段で得られた灰分及び系内の排熱・蒸気を用いて、固化しやすいゼオライトを連続処理により生成することができ、低コストで簡単な設備で石炭灰からゼオライトを生成することが可能なゼオライト製造装置を備えた発電設備となる。   In the present invention according to claim 7, the gasification slag of the gasification furnace is converted into fine ash by the microparticulation means, and is easily solidified by using the ash obtained by the microparticulation means and the exhaust heat / steam in the system. A power generation facility equipped with a zeolite production apparatus capable of generating zeolite by continuous processing and capable of generating zeolite from coal ash with simple equipment at low cost.

本発明のゼオライト製造装置は、簡単な設備で石炭灰からゼオライトを生成することができる。   The zeolite production apparatus of the present invention can produce zeolite from coal ash with simple equipment.

また、本発明の発電設備は、簡単な設備で石炭灰からゼオライトを生成することができるゼオライト製造装置を備えた発電設備となる。   The power generation facility of the present invention is a power generation facility including a zeolite production apparatus that can generate zeolite from coal ash with a simple facility.

図1には本発明の一実施形態例に係るゼオライト製造装置の概念、図2にはゼオライト製造装置の概略断面、図3には石炭灰ゼオライトのX線解析強度の結果、図4には石炭灰ゼオライトの製造条件の比較を示してある。   FIG. 1 shows the concept of a zeolite production apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 shows a schematic cross section of the zeolite production apparatus, FIG. 3 shows the result of X-ray analysis strength of coal ash zeolite, and FIG. A comparison of the production conditions of ash zeolite is shown.

図1に基づいてゼオライト製造装置の概略構成を説明する。   A schematic configuration of the zeolite production apparatus will be described with reference to FIG.

図に示すように、本実施形態例のゼオライト製造装置5は、石炭灰とアルカリ及び水(アルカリ溶液)が一端側から投入される筒状の圧力容器1を備え、圧力容器1は回動手段2により筒の軸心回りで回動駆動される。回動される圧力容器1の内部では、湿式混合の処理と熱(温度制御手段)による蒸気処理が施され、混合物が他端側に移送される。   As shown in the figure, the zeolite production apparatus 5 of this embodiment includes a cylindrical pressure vessel 1 into which coal ash, alkali and water (alkaline solution) are introduced from one end side, and the pressure vessel 1 is a rotating means. 2 is rotated around the axis of the cylinder. Inside the rotating pressure vessel 1, a wet mixing process and a steam process using heat (temperature control means) are performed, and the mixture is transferred to the other end side.

熱による蒸気処理により、所定の反応温度で混合物が反応してゼオライトが生成され、石炭灰ゼオライト及び排熱とされる。圧力容器の内部には固化阻止手段3が備えられ、固化阻止手段3により圧力容器1の内部の反応物が破砕・攪拌されて固化が阻止されると共に圧力容器1の内壁に反応物が付着することが阻止される。   By the steam treatment with heat, the mixture reacts at a predetermined reaction temperature to produce zeolite, which is converted into coal ash zeolite and exhaust heat. A solidification preventing means 3 is provided inside the pressure vessel. The solidification preventing means 3 crushes and stirs the reactants inside the pressure vessel 1 to prevent solidification, and the reactants adhere to the inner wall of the pressure vessel 1. That is blocked.

従って、回動手段2により圧力容器1を回動させ、石炭灰及びアルカリ及び水の混合物を攪拌すると共に温度制御手段によりゼオライトを生成する温度雰囲気に圧力容器1の内部を制御し、固化阻止手段3により容器の内部での固化を抑制した状態で圧力容器の他端から石炭灰ゼオライトを排出する。これにより、固化しやすいゼオライトを連続処理により生成することができ、低コストで簡単な設備で石炭灰からゼオライトを生成することが可能になる。   Therefore, the pressure vessel 1 is rotated by the rotation means 2, the inside of the pressure vessel 1 is controlled to a temperature atmosphere in which the mixture of coal ash, alkali and water is stirred and the zeolite is generated by the temperature control means, and the solidification prevention means. The coal ash zeolite is discharged from the other end of the pressure vessel while solidification inside the vessel is suppressed by 3. As a result, it is possible to produce zeolite that is easy to solidify by continuous treatment, and it is possible to produce zeolite from coal ash with simple equipment at low cost.

図2に基づいてゼオライト製造装置5を具体的に説明する。   The zeolite production apparatus 5 will be specifically described based on FIG.

図に示すように、石炭灰とアルカリとしての水酸化ナトリウム溶液(NaOH溶液:スラリー)及び水が一端側から投入される筒状の圧力容器1が備えられ、一端側から他端側への圧力容器1の中心軸線が傾斜した状態で筒の軸心周りで回転自在に配置されている。圧力容器1にはリングギヤ11が固定され、リングギヤ11には回動手段2である駆動モータ12の出力ギヤ13が噛み合っている。駆動モータ12の駆動により、出力ギヤ13及びリングギヤ11を介して圧力容器1が回動される。中心軸が傾斜して配された圧力容器1の回動により、圧力容器1の内部の混合物が一端側から他端側に搬送される。   As shown in the figure, a cylindrical pressure vessel 1 into which coal ash and an alkali sodium hydroxide solution (NaOH solution: slurry) and water are introduced from one end side is provided, and the pressure from one end side to the other end side is provided. The container 1 is disposed so as to be rotatable around the axis of the cylinder in a state where the central axis of the container 1 is inclined. A ring gear 11 is fixed to the pressure vessel 1, and an output gear 13 of a drive motor 12 that is a rotating means 2 is engaged with the ring gear 11. By driving the drive motor 12, the pressure vessel 1 is rotated via the output gear 13 and the ring gear 11. By the rotation of the pressure vessel 1 arranged with the central axis inclined, the mixture inside the pressure vessel 1 is conveyed from one end side to the other end side.

圧力容器1には温度制御手段14が備えられ、温度制御手段14により所定の反応温度で混合物が反応して反応物17とされる。即ち、温度制御手段14は、加熱手段15及び冷水噴霧手段16とで構成され、加熱手段15により圧力容器1の内部が、例えば、120℃程度に加熱され、蒸発が過剰になる場合に冷水噴霧手段16から冷水が噴霧されて反応物17の過熱が抑制される。これにより、圧力容器1の内部は所定の反応温度(例えば、約120℃)に維持される。   The pressure vessel 1 is provided with a temperature control means 14, and the mixture is reacted at a predetermined reaction temperature by the temperature control means 14 into a reaction product 17. That is, the temperature control unit 14 includes a heating unit 15 and a cold water spraying unit 16. When the inside of the pressure vessel 1 is heated to, for example, about 120 ° C. by the heating unit 15 and the evaporation becomes excessive, the cold water spraying is performed. Cold water is sprayed from the means 16 to suppress overheating of the reactant 17. Thereby, the inside of the pressure vessel 1 is maintained at a predetermined reaction temperature (for example, about 120 ° C.).

温度制御手段14は、混合物の水分蒸発状態を制御して反応物17(生成物)として無水状態のゼオライトを得るように、圧力容器1の内部の温度を維持する。無水状態の石炭灰ゼオライトを得るために、石炭灰及びNaOH及び水の重量割合は、石炭灰が1に対してNaOHが0.05から0.15であり、石炭灰が1に対して水が1.0から1.8とされている。   The temperature control means 14 maintains the temperature inside the pressure vessel 1 so as to control the moisture evaporation state of the mixture to obtain an anhydrous zeolite as the reactant 17 (product). In order to obtain an anhydrous coal ash zeolite, the weight ratio of coal ash and NaOH and water is such that coal ash is 1 to NaOH is 0.05 to 0.15 and coal ash is 1 to water From 1.0 to 1.8.

圧力容器1の内部には固化阻止手段として多数のセラミックボール18(例えば、ムライト、ジルコニア等)が予め投入され、圧力容器1の回動によりセラミックボール18が圧力容器1の内部で移動する。圧力容器1の回動に伴ってセラミックボール18が移動することで、混合物である反応物17の破砕・攪拌が行なわれ、反応物17の温度が均一化されると共に改質反応が促進される。そして、セラミックボール18が移動することで、反応物17の固化が阻止されると共に壁面への反応物17の付着が阻止される。   A large number of ceramic balls 18 (for example, mullite, zirconia, etc.) are placed in advance in the pressure vessel 1 as solidification preventing means, and the ceramic balls 18 move inside the pressure vessel 1 as the pressure vessel 1 rotates. As the pressure vessel 1 rotates, the ceramic ball 18 moves, whereby the reactant 17 as a mixture is crushed and stirred, so that the temperature of the reactant 17 becomes uniform and the reforming reaction is promoted. . As the ceramic ball 18 moves, solidification of the reactant 17 is prevented and adhesion of the reactant 17 to the wall surface is inhibited.

圧力容器1の出口(他端側)には回収手段19が設けられ、反応物17と共に移送されて排出されるセラミックボール18が回収手段19で捕捉されて回収される。回収手段19は、例えば、反応物17だけが通過するメッシュの篩で構成されている。回収手段19で捕捉されたセラミックボール18に蓄積された顕熱は圧力容器1の加熱用の熱源として熱回収される。   A recovery means 19 is provided at the outlet (the other end side) of the pressure vessel 1, and the ceramic balls 18 that are transported and discharged together with the reactant 17 are captured and recovered by the recovery means 19. The recovery means 19 is constituted by, for example, a mesh sieve through which only the reactant 17 passes. The sensible heat accumulated in the ceramic balls 18 captured by the recovery means 19 is recovered as a heat source for heating the pressure vessel 1.

固化阻止手段としては、スクリューを駆動回転させて反応物17を強制的に移送する手段や、スクリュー形状の攪拌羽根状部材等を駆動回転させて反応物17を攪拌しながら移送する手段等を用いることが可能である。また、多数のセラミックボール18と篩機能を備えたねじ軸部材とを組み合わせ、圧力容器1の回転により反応物17が他端側に移送される際に、ねじ軸部材の相対回転(駆動回転)によりセラミックボール18を一端側に移動させて回収する手段を備えることも可能である。   As the solidification preventing means, means for forcibly transferring the reactant 17 by driving and rotating the screw, means for transferring the reactant 17 while stirring by driving and rotating a screw-shaped stirring blade member, etc. are used. It is possible. Further, when a large number of ceramic balls 18 and a screw shaft member having a sieving function are combined and the reactant 17 is transferred to the other end side by the rotation of the pressure vessel 1, relative rotation (drive rotation) of the screw shaft member is performed. It is also possible to provide means for moving and collecting the ceramic ball 18 to one end side.

圧力容器1の他端側では、セラミックボール18が回収手段19で捕捉され、反応物17、即ち、乾燥した状態の石炭灰ゼオライトが容器20に回収される。容器20に回収された石炭灰ゼオライトは乾燥品であるので、そのまま袋詰め工程を経て搬送することが可能な製品として得られる。   On the other end side of the pressure vessel 1, the ceramic balls 18 are captured by the collecting means 19, and the reactant 17, that is, the dried coal ash zeolite is collected in the vessel 20. Since the coal ash zeolite recovered in the container 20 is a dry product, it can be obtained as a product that can be transported through a bagging process.

上述したゼオライト製造装置5では、駆動モータ12により圧力容器1を回動させ、石炭灰及びNaOH及び水の混合物をセラミックボール18の移動により破砕・攪拌すると共に加熱手段15及び冷水噴霧手段16によりゼオライトを生成する温度雰囲気に圧力容器1の内部を制御している。これにより、混合物の固化が抑制されると共に圧力容器1の壁面への混合物の付着が阻止されて、乾燥した状態の石炭灰ゼオライトが圧力容器1の他端から排出される。従って、固化しやすい石炭灰ゼオライトを連続処理により生成することができ、低コストで簡単な設備で石炭灰からゼオライトを生成することが可能になる。   In the above-described zeolite production apparatus 5, the pressure vessel 1 is rotated by the drive motor 12, and the mixture of coal ash, NaOH and water is crushed and stirred by the movement of the ceramic ball 18, and the heating means 15 and the cold water spray means 16 are used to zeolite. The inside of the pressure vessel 1 is controlled to a temperature atmosphere that generates Thereby, solidification of the mixture is suppressed and adhesion of the mixture to the wall surface of the pressure vessel 1 is prevented, and the dried coal ash zeolite is discharged from the other end of the pressure vessel 1. Therefore, it is possible to produce coal ash zeolite that is easily solidified by continuous treatment, and it is possible to produce zeolite from coal ash with low cost and simple equipment.

また、液固比を低減することとで最小量のNaOH量としたことで、溶媒である水と薬剤であるNaOHの使用量が減少し、加熱に要する熱量を削減して乾燥状態の石炭灰ゼオライトを生成することができる。このため、排水処理が不要になると共に生成されたゼオライトを乾燥させることなくそのまま製品としてハンドリングすることが可能になる。また、汚泥処理をなくすことができる。   In addition, by reducing the liquid-solid ratio, the minimum amount of NaOH is reduced, so the amount of water used as a solvent and the amount of NaOH used as a chemical agent are reduced, the amount of heat required for heating is reduced, and the dry coal ash is reduced. Zeolite can be produced. For this reason, waste water treatment becomes unnecessary and the produced zeolite can be handled as it is without being dried. Moreover, sludge treatment can be eliminated.

固液比が低減されていることで、混合物が過熱されることが考えられる。混合物が過熱される条件で改質が進行すると、石炭ゼオライトとは異なる副生物(例えば、方沸石:analcime)が生成される虞がある。ゼオライト製造装置5では、冷水噴霧手段16により過熱を抑制しているため、副生物の生成速度を低下させて副生物が生成されない状態に制御している。   It is conceivable that the mixture is overheated due to the reduced solid-liquid ratio. When reforming proceeds under conditions where the mixture is superheated, there is a risk that by-products (for example, analcime) different from coal zeolite are generated. In the zeolite production apparatus 5, since the overheating is suppressed by the cold water spraying means 16, the production rate of by-products is reduced and controlled so that no by-products are produced.

図3に基づいてゼオライトの生成状況を説明する。   Based on FIG. 3, the production | generation condition of a zeolite is demonstrated.

上述したゼオライト製造装置5で製造した石炭灰ゼオライトのX線解析強度を実線で示し、従来から行なわれている水熱合成法で製造した石炭灰ゼオライトのX線解析強度を点線で示してある。反応時間は同等の時間とされている。   The X-ray analysis intensity of the coal ash zeolite manufactured by the above-described zeolite manufacturing apparatus 5 is indicated by a solid line, and the X-ray analysis intensity of the coal ash zeolite manufactured by the conventional hydrothermal synthesis method is indicated by a dotted line. The reaction time is equivalent.

ゼオライト(NaP1)の生成量を比較すると、ゼオライト製造装置5で製造した石炭灰ゼオライト(○)は、水熱合成法で製造した石炭灰ゼオライト(●)に対し、90%程度の解析強度が得られ、結晶構造として略同等の石炭灰ゼオライトが得られていることがわかる。   Comparing the amount of zeolite (NaP1) produced, the coal ash zeolite (◯) produced by the zeolite production apparatus 5 has an analytical strength of about 90% of the coal ash zeolite (●) produced by the hydrothermal synthesis method. It can be seen that substantially the same coal ash zeolite as the crystal structure is obtained.

このため、ゼオライト製造装置5で製造された石炭灰ゼオライトを、排水等に含まれる重金属を吸着除去するイオン交換機能性材や、シックハウスの原因物質となる臭気除去や海底汚泥の富栄養塩(リン酸塩)等を除去する吸着機能性材として利用することができる。   For this reason, the coal ash zeolite produced by the zeolite production apparatus 5 is an ion-exchange functional material that adsorbs and removes heavy metals contained in wastewater, etc., odor removal that is a causative substance of sick house, and eutrophic salt (phosphorus) It can be used as an adsorptive functional material for removing acid salt).

図3に示した石炭灰ゼオライトを得るためには、例えば、図4に示した条件1〜条件3のものが適用可能である。即ち、無水状態の石炭灰ゼオライトを得るために、石炭灰及びNaOH及び水の重量割合を、石炭灰が1に対してNaOHが0.05から0.15とし、石炭灰が1に対して水を1.0から1.8とした範囲で条件を設定することができる。   In order to obtain the coal ash zeolite shown in FIG. 3, the conditions 1 to 3 shown in FIG. 4 are applicable, for example. That is, in order to obtain anhydrous coal ash zeolite, the weight ratio of coal ash, NaOH, and water was changed from 0.05 to 0.15 for coal ash to 1, and 0.1 to 0.15 for coal ash. The condition can be set in a range from 1.0 to 1.8.

条件1は、原料である石炭灰が100(g)、NaOHが10(g)、塩基濃度が1.8(mol/l)、水分量が140(g)であり、重量比は、原料(石炭灰)が1に対してNaOHが0.10、水が1.4である。   Condition 1 is that the raw material coal ash is 100 (g), NaOH is 10 (g), the base concentration is 1.8 (mol / l), and the water content is 140 (g). Coal ash) is 1, NaOH is 0.10, and water is 1.4.

条件2は、原料である石炭灰が100(g)、NaOHが8(g)、塩基濃度が1.3(mol/l)、水分量が160(g)であり、重量比は、原料(石炭灰)が1に対してNaOHが0.08、水が1.6である。   Condition 2 is that the raw material coal ash is 100 (g), NaOH is 8 (g), the base concentration is 1.3 (mol / l), and the water content is 160 (g). Coal ash) is 1, NaOH is 0.08, and water is 1.6.

条件3は、原料である石炭灰が100(g)、NaOHが12(g)、塩基濃度が2.5(mol/l)、水分量が120(g)であり、重量比は、原料(石炭灰)が1に対してNaOHが0.12、水が1.2である。   Condition 3 is that the raw material coal ash is 100 (g), NaOH is 12 (g), the base concentration is 2.5 (mol / l), and the water content is 120 (g). Coal ash) is 0.1, NaOH is 0.12, and water is 1.2.

条件1〜条件3の条件で石炭灰ゼオライトを製造した場合、つまり、固化しやすい石炭灰ゼオライトを連続処理により生成し、低コストで簡単な設備で石炭灰からゼオライトを生成すると共に、液固比を低減して最小量のNaOH量として水と薬剤であるNaOHの使用量を減らし、加熱に要する熱量を削減して乾燥状態の石炭灰ゼオライトを生成した場合でも、水熱合成法で製造した石炭灰ゼオライトと略同等の結晶構造となる石炭灰ゼオライトが得られることが確認されている。   When coal ash zeolite is produced under conditions 1 to 3, that is, coal ash zeolite that is easy to solidify is produced by continuous treatment, and zeolite is produced from coal ash with low cost and simple equipment. Coal produced by hydrothermal synthesis method even when the dry amount of coal ash zeolite is produced by reducing the amount of NaOH used as the minimum amount of water and chemicals by reducing the amount of heat required for heating and reducing the amount of heat required for heating It has been confirmed that coal ash zeolite having a crystal structure substantially equivalent to ash zeolite can be obtained.

このため、排水処理や汚泥処理を不要にした状態で、乾燥状態のゼオライトを得ることが可能になり、廃棄物である石炭灰から石炭灰ゼオライトを得る際に、新たな廃棄物を環境に排出することなく、環境に対して優しい状態で廃棄物の有効利用が可能になる。   For this reason, it becomes possible to obtain dry zeolite without the need for wastewater treatment and sludge treatment. When obtaining coal ash zeolite from waste coal ash, new waste is discharged to the environment. Without waste, the waste can be effectively used in an environmentally friendly state.

比較の例として同等の石炭灰ゼオライトを得るための条件4及び条件5を説明する。   Conditions 4 and 5 for obtaining equivalent coal ash zeolite will be described as comparative examples.

条件4は、水熱合成法の基準と考えられる条件で、原料である石炭灰が100(g)、NaOHが40(g)、塩基濃度が2.5(mol/l)、水分量が400(g)であり、重量比は、原料(石炭灰)が1に対してNaOHが0.40、水が4.0である。   Condition 4 is a condition considered as a standard for the hydrothermal synthesis method. The raw material coal ash is 100 (g), NaOH is 40 (g), the base concentration is 2.5 (mol / l), and the water content is 400. (G), and the weight ratio of the raw material (coal ash) is 1, the NaOH is 0.40, and the water is 4.0.

また、条件5は、背景技術で示した特許文献1、2に示された技術の条件を示したものであり、原料である石炭灰が20(g)、NaOHが4.8(g)、塩基濃度が1.5(mol/l)、水分量が80(g)であり、重量比は、原料(石炭灰)が1に対してNaOHが0.24、水が4.0である。特許文献の技術は、アルカリを再利用しているため、実際のアルカリ使用量は増加すると考えられる。   Condition 5 shows the conditions of the technique shown in Patent Documents 1 and 2 shown in the background art, and coal ash as a raw material is 20 (g), NaOH is 4.8 (g), The base concentration is 1.5 (mol / l), the water content is 80 (g), and the weight ratio is 1 for raw material (coal ash), 0.24 for NaOH, and 4.0 for water. Since the technology of the patent document reuses alkali, it is considered that the actual amount of alkali used increases.

条件4及び条件5は、同等の石炭灰ゼオライトを得るために、NaOHの使用量が約4倍、水の使用量が約3倍必要となる。換言すれば、ゼオライト製造装置5を用い、石炭灰及びNaOH及び水の重量割合を、石炭灰が1に対してNaOHが0.05から0.15とし、石炭灰が1に対して水を1.0から1.8とした範囲で条件を設定し、無水状態の石炭灰ゼオライトを得ることで、NaOHの使用量を約1/4、水の使用量を約1/3にすることができる。   Conditions 4 and 5 require about 4 times the amount of NaOH used and about 3 times the amount of water used to obtain an equivalent coal ash zeolite. In other words, using the zeolite production apparatus 5, the weight ratio of coal ash, NaOH, and water is changed from 0.05 to 0.15 for coal ash with respect to 1 and 1 for water with respect to 1 for coal ash. By setting conditions in the range of 0.0 to 1.8 and obtaining an anhydrous coal ash zeolite, the amount of NaOH used can be reduced to about 1/4 and the amount of water used can be reduced to about 1/3. .

このため、従来からの水熱合成法で得られる石炭灰ゼオライトと略同等の品質の石炭灰ゼオライトを得る際に、廃棄物の再生産を回避して処理費用の発生をなくすことができ、水や薬剤の使用量を大幅に削減することができ、製造装置及び製造動力を大幅に削減することができる。従って、イニシャルコスト及びランニングコストを大幅に低減した状態で、環境に対する負荷をなくして廃棄物である石炭灰の有効利用を行うことが可能になる。特に、海洋汚泥の富栄養塩であるリン酸塩等の除去に用いる吸着材等に転換できるので、製造における環境に対する負荷の低減と汚泥処理における環境に対する負荷の削減とが相俟って、環境に対して格段に優れた技術となり環境に極めて優しい技術となる。   For this reason, when obtaining a coal ash zeolite having a quality substantially equivalent to that of the coal ash zeolite obtained by the conventional hydrothermal synthesis method, it is possible to avoid waste recycling and eliminate the cost of processing. In addition, the amount of the chemicals used and the chemicals can be greatly reduced, and the production apparatus and production power can be greatly reduced. Therefore, it is possible to effectively use the coal ash which is a waste with no burden on the environment while greatly reducing the initial cost and the running cost. In particular, since it can be converted to adsorbents used to remove phosphates, etc., which are eutrophic salts of marine sludge, the environmental load in manufacturing and the environmental load in sludge treatment are combined. In contrast, it will be a much superior technology and will be extremely environmentally friendly.

図5、図6に基づいて上述したゼオライト製造装置5を備えた発電設備を説明する。図5には本発明の第1実施形態例に係る発電設備の概略系統、図6には本発明の第2実施形態例に係る発電設備の概略系統を示してある。   A power generation facility provided with the above-described zeolite production apparatus 5 will be described with reference to FIGS. FIG. 5 shows a schematic system of the power generation facility according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 6 shows a schematic system of the power generation facility according to the second embodiment of the present invention.

図5に基づいて発電設備の第1実施形態例を説明する。   A first embodiment of the power generation facility will be described with reference to FIG.

図に示すように、石炭を燃焼させて蒸気を発生させるボイラ21が備えられ、ボイラ21で発生した蒸気は蒸気タービン22に導入される。蒸気タービン22ではボイラ21からの蒸気が膨張されて発電動力が得られ、蒸気タービン22で仕事を終えた排気蒸気は復水器23で復水される。復水器23の復水は給水ポンプ24によりボイラ21に給水される(復水給水手段)。   As shown in the figure, a boiler 21 for generating steam by burning coal is provided, and the steam generated in the boiler 21 is introduced into a steam turbine 22. In the steam turbine 22, the steam from the boiler 21 is expanded to obtain power generation power, and the exhaust steam that has finished work in the steam turbine 22 is condensed in the condenser 23. Condensate from the condenser 23 is supplied to the boiler 21 by a water supply pump 24 (condensate water supply means).

ボイラ21の排気ガスは脱硝装置25で脱硝されると共に電気集塵機26で灰が分離され、脱硫装置27で脱硫されて大気に放出される。そして、電気集塵機26で分離されたフライアッシュ(石炭灰)が送られるゼオライト製造装置5(図2参照)が備えられ、発電システムの系内で発生した廃棄物である石炭灰がゼオライト製造装置5の原料とされる。また、ボイラ21の蒸気の一部、給水の一部、熱の一部がゼオライト製造装置5の温度制御手段(図2の温度制御手段14)に送られ、発電システムの系内で発生したエネルギーがゼオライト製造装置5のエネルギーとされる。   Exhaust gas from the boiler 21 is denitrated by a denitration device 25 and ash is separated by an electric dust collector 26, desulfurized by a desulfurization device 27, and released to the atmosphere. And the zeolite manufacturing apparatus 5 (refer FIG. 2) to which the fly ash (coal ash) isolate | separated with the electric dust collector 26 is sent is provided, and the coal ash which is the waste generated within the system of a power generation system is the zeolite manufacturing apparatus 5 It is considered as a raw material. Further, a part of the steam of the boiler 21, a part of the water supply, and a part of the heat are sent to the temperature control means (temperature control means 14 in FIG. 2) of the zeolite production apparatus 5, and the energy generated in the system of the power generation system Is the energy of the zeolite production apparatus 5.

上述した発電設備では、ボイラ21からの石炭灰及び発電システムの系内の排熱・蒸気を用いて、固化しやすいゼオライトを連続処理により生成することができる。このため、発電所の廃熱を有効に利用して薬剤の共用が可能になり、搬送コスト等も低減することができ、低コストで簡単な設備で石炭灰からゼオライトを生成することが可能なゼオライト製造装置を備えた発電設備となる。   In the above-described power generation facility, zeolite that is easily solidified can be generated by continuous processing using coal ash from the boiler 21 and exhaust heat / steam in the system of the power generation system. For this reason, it is possible to share the chemicals by effectively using the waste heat of the power plant, reduce the transportation cost, etc., and generate zeolite from coal ash with low cost and simple equipment. A power generation facility equipped with a zeolite production apparatus.

図6に基づいて発電設備の第2実施形態例を説明する。   A second embodiment of the power generation facility will be described based on FIG.

図に示すように、石炭を反応させて燃料ガスを得るガス化炉31が備えられ、ガス化炉31で得られた燃料ガスがガスタービンの燃焼器32(燃焼手段)に送られる。燃焼器32では圧縮機33で圧縮された圧縮空気と燃料ガスが燃焼され、燃焼器32で得られた燃焼ガスがタービン34で膨張されて発電動力が得られる。タービン34で仕事を終えた排気ガスは排熱回収ボイラ(HRSG)35で熱回収され、大気に放出される。HRSG35では排熱により、例えば、蒸気を発生させ、図示しない蒸気タービンに送られると共に、排気蒸気の復水が給水される。   As shown in the figure, a gasification furnace 31 that reacts coal to obtain fuel gas is provided, and the fuel gas obtained in the gasification furnace 31 is sent to a combustor 32 (combustion means) of a gas turbine. In the combustor 32, the compressed air and fuel gas compressed by the compressor 33 are combusted, and the combustion gas obtained by the combustor 32 is expanded by the turbine 34 to obtain power generation. The exhaust gas that has finished work in the turbine 34 is recovered by the exhaust heat recovery boiler (HRSG) 35 and released to the atmosphere. In the HRSG 35, for example, steam is generated by exhaust heat and is sent to a steam turbine (not shown), and condensate of exhaust steam is supplied.

そして、ガス化炉31で回収された石炭中の灰分が送られるゼオライト製造装置5(図2参照)が備えられ、発電システムの系内で発生した廃棄物である石炭灰がゼオライト製造装置5の原料とされる。ガス化炉31では灰分がガラス状の固体体(ガラススラグ)として得られるため、ガス化炉のガス化スラグ(石炭ガス化スラグ)を微粒子化して微粒子状の灰分を得る微粒子化手段36を備えている。微粒子化手段36は、例えば、石炭ガス化スラグを溶融し、溶融スラグ噴出させると共に流体を噴出させ、流体アトマイジング法により石炭ガス化スラグを微細化する装置が適用される。   And the zeolite production apparatus 5 (refer FIG. 2) to which the ash content in the coal collect | recovered with the gasification furnace 31 is sent is provided, and the coal ash which is the waste generated within the system of a power generation system is the zeolite production apparatus 5's. Made as a raw material. Since the ash is obtained as a glassy solid body (glass slag) in the gasification furnace 31, the gasification furnace 31 is provided with fine particle means 36 for obtaining fine particle ash by making the gasification slag (coal gasification slag) of the gasification furnace into fine particles. ing. For example, a device that melts coal gasification slag, ejects molten slag and ejects fluid, and refines the coal gasification slag by a fluid atomizing method is applied to the fine particle generation means 36.

また、HRSG35の蒸気の一部、給水の一部、熱の一部がゼオライト製造装置5の温度制御手段(図2の温度制御手段14)に送られ、発電システムの系内で発生したエネルギーがゼオライト製造装置5のエネルギーとされる。   Further, a part of the steam of HRSG 35, a part of the water supply, and a part of the heat are sent to the temperature control means (temperature control means 14 in FIG. 2) of the zeolite production apparatus 5, and the energy generated in the system of the power generation system is The energy of the zeolite production apparatus 5 is used.

上述した発電設備では、ガス化炉31で回収された石炭灰及び発電システムの系内の排熱・蒸気を用いて、固化しやすいゼオライトを連続処理により生成することができる。このため、発電所の廃熱を有効に利用して薬剤の共用が可能になり、搬送コスト等も低減することができ、低コストで簡単な設備で石炭灰からゼオライトを生成することが可能なゼオライト製造装置を備えた発電設備となる。   In the power generation facility described above, zeolite that is easily solidified can be generated by continuous processing using the coal ash recovered in the gasification furnace 31 and the exhaust heat / steam in the system of the power generation system. For this reason, it is possible to share the chemicals by effectively using the waste heat of the power plant, reduce the transportation cost, etc., and generate zeolite from coal ash with low cost and simple equipment. A power generation facility equipped with a zeolite production apparatus.

本発明は、石炭灰からゼオライトを生成するゼオライト製造装置及びゼオライト製造装置を備えた発電設備の産業分野で利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be utilized in the industrial field | area of the power generation equipment provided with the zeolite manufacturing apparatus which produces | generates a zeolite from coal ash, and a zeolite manufacturing apparatus.

本発明の一実施形態例に係るゼオライト製造装置の概念図である。It is a conceptual diagram of the zeolite manufacturing apparatus which concerns on the example of 1 embodiment of this invention. ゼオライト製造装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of a zeolite manufacturing apparatus. 石炭灰ゼオライトのX線解析強度の結果を表すグラフである。It is a graph showing the result of the X-ray analysis intensity of coal ash zeolite. 石炭灰ゼオライトの製造条件の比較を示す表図である。It is a table | surface figure which shows the comparison of the manufacturing conditions of coal ash zeolite. 本発明の第1実施形態例に係る発電設備の概略系統図である。1 is a schematic system diagram of a power generation facility according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態例に係る発電設備の概略系統図である。It is a schematic system diagram of the power generation equipment according to the second embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 圧力容器
2 回動手段
3 固化阻止手段
5 ゼオライト製造装置
11 リングギヤ
12 駆動モータ
13 出力ギヤ
14 温度制御手段
15 加熱手段
16 冷却水噴霧手段
17 反応物
18 セラミックボール
19 回収手段
20 容器
21 ボイラ
22 蒸気タービン
23 復水器
24 給水ポンプ
25 脱硝装置
26 電気集塵機
27 脱硫装置
31 ガス化炉
32 燃焼器
33 圧縮機
34 タービン
35 排熱回収ボイラ(HRSG)
36 微粒子化手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pressure vessel 2 Turning means 3 Solidification prevention means 5 Zeolite production apparatus 11 Ring gear 12 Drive motor 13 Output gear 14 Temperature control means 15 Heating means 16 Cooling water spray means 17 Reactant 18 Ceramic ball 19 Recovery means 20 Container 21 Boiler 22 Steam Turbine 23 Condenser 24 Water supply pump 25 Denitration device 26 Electric dust collector 27 Desulfurization device 31 Gasifier 32 Combustor 33 Compressor 34 Turbine 35 Waste heat recovery boiler (HRSG)
36 Particulate making means

Claims (7)

石炭灰及びアルカリ及び水が一端側から投入される筒状の圧力容器と、
圧力容器を筒の軸心周りに回動させ混合物を他端側に移送すると共に生成物を他端から排出させる回動手段と、
圧力容器の内部を所定の反応温度に維持して混合物を反応させることでゼオライトを生成する温度制御手段と、
圧力容器の内部の反応物の固化を阻止する固化阻止手段と
を備えたことを特徴とするゼオライト製造装置。
A cylindrical pressure vessel into which coal ash, alkali and water are charged from one end side;
A rotating means for rotating the pressure vessel around the axis of the cylinder to transfer the mixture to the other end side and discharging the product from the other end;
Temperature control means for producing zeolite by maintaining the inside of the pressure vessel at a predetermined reaction temperature and reacting the mixture;
And a solidification inhibiting means for inhibiting the solidification of the reactant inside the pressure vessel.
請求項1に記載のゼオライト製造装置において、
温度制御手段は、混合物の水分蒸発状態が所定状態になる温度に制御し生成物として無水状態のゼオライトを得る手段である
ことを特徴とするゼオライト製造装置。
In the zeolite production apparatus according to claim 1,
The temperature control means is a means for obtaining an anhydrous zeolite as a product by controlling the temperature at which the moisture evaporation state of the mixture reaches a predetermined state.
請求項1もしくは請求項2に記載のゼオライト製造装置において、
固化阻止手段は、圧力容器に投入された多数のセラミックボールであり、回動手段による圧力容器の回動によりセラミックボールが移動することで混合物の破砕・攪拌が行なわれ、
圧力容器の出口側には、セラミックボールだけを捕捉して回収する回収手段が備えられている
ことを特徴とするゼオライト製造装置。
In the zeolite production apparatus according to claim 1 or 2,
The solidification preventing means is a large number of ceramic balls put into the pressure vessel, and the mixture is crushed and stirred by moving the ceramic balls by the rotation of the pressure vessel by the turning means,
A zeolite production apparatus characterized in that a recovery means for capturing and recovering only the ceramic balls is provided on the outlet side of the pressure vessel.
請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載のゼオライト製造装置において、
石炭灰及びアルカリ及び水の重量割合は、石炭灰が1に対してアルカリが0.05から0.15であり、石炭灰が1に対して水が1.0から1.8であり、
圧力容器には、石炭灰とアルカリ溶液を混合したスラリーと水が投入され、
温度制御手段では、乾燥したゼオライトを生成する状態に圧力容器の温度が制御される
ことを特徴とするゼオライト製造装置。
In the zeolite production apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The weight ratio of coal ash and alkali and water is 0.05 to 0.15 alkali for 1 coal ash, 1.0 to 1.8 water for 1 coal ash,
The pressure vessel is charged with slurry and water mixed with coal ash and alkaline solution,
In the temperature control means, the temperature of the pressure vessel is controlled so as to produce dried zeolite.
請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載のゼオライト製造装置において、
アルカリは水酸化ナトリウム(NaOH)であり、
石炭灰は火力発電所の石炭焚ボイラもしくは石炭ガス化炉で発生した石炭灰である
ことを特徴とするゼオライト製造装置。
In the zeolite production apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The alkali is sodium hydroxide (NaOH)
A zeolite production apparatus characterized in that the coal ash is coal ash generated in a coal fired boiler or coal gasifier of a thermal power plant.
石炭を燃焼させて蒸気を発生させるボイラと、
ボイラで発生した蒸気を膨張して発電動力を得る蒸気タービンと、
蒸気タービンで仕事を終えた排気蒸気を凝縮して復水とすると共に復水をボイラに供給する復水給水手段と、
ボイラの石炭灰及びアルカリを反応させてゼオライトを生成するゼオライト生成手段とを備え、
ゼオライト生成手段が、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載のゼオライト製造装置である
ことを特徴とする発電設備。
A boiler that generates steam by burning coal;
A steam turbine for generating power by expanding the steam generated in the boiler;
Condensate water supply means for condensing exhaust steam that has finished work with a steam turbine into condensate and supplying the condensate to the boiler;
Comprising a zeolite production means for producing zeolite by reacting coal ash and alkali of a boiler,
The power generation equipment, wherein the zeolite production means is the zeolite production apparatus according to any one of claims 1 to 5.
石炭を反応させて燃料ガスを得るガス化炉と、
ガス化炉で得られた燃料ガスを燃焼する燃焼手段と、
燃焼手段で得られた燃焼ガスを膨張して発電動力を得るガスタービンと、
ガスタービンの排気ガスの熱回収を行なう熱回収手段と、
ガス化炉のガス化スラグを微粒子化して微粒子状の灰分を得る微粒子化手段と、
微粒子化手段で得られた灰分及びアルカリを反応させてゼオライトを生成するゼオライト生成手段とを備え、
ゼオライト生成手段が、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載のゼオライト製造装置である
ことを特徴とする発電設備。
A gasification furnace for reacting coal to obtain fuel gas;
Combustion means for burning the fuel gas obtained in the gasifier,
A gas turbine for generating power by expanding the combustion gas obtained by the combustion means;
Heat recovery means for recovering heat of the exhaust gas of the gas turbine;
A microparticulation means for microparticulating gasification slag of a gasification furnace to obtain fine ash,
A zeolite production means for producing zeolite by reacting the ash and alkali obtained by the fine particle means;
The power generation equipment, wherein the zeolite production means is the zeolite production apparatus according to any one of claims 1 to 5.
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